Динамика и расчет акселерометра с монокристаллическим маятником

• Автор: Зотов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 137 с.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ С

МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

1.1. Кремний - конструкционный материал

1.2. Особенности конструкции акселерометров с монокристаллическим чувствительным элементом и их технические характеристики
1.3. Обзор состояния теоретических и практических разработок в области акселерометров с монокристаллическим чувствительным элементом
1.4. Выводы

2. ДИНАМИКА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО

ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА АКСЕЛЕРОМЕТРА
2.1. Уравнения движения монокристаллического чувствительного элемента акселерометра
2.1.1. Силы, обусловленные упругими свойствами балки
2.1.2. Силы, обусловленные газодинамическим демпфированием
2.1.3. Силы, обусловленные ускорениями и и §
2.1.4. Уравнения движения монокристаллического чувствительного элемента акселерометра прямого преобразования
2.1.5. Акселерометр с магнитоэлектрическим датчиком силы
2.2. Переходный процесс акселерометра
2.3. Особенности динамики чувствительного элемента акселерометра
на вибрирующем основании
2.3.1. Уравнения движения чувствительного элемента акселерометра на вибрирующем основании
2.3.2. Численное решение уравнений движения чувствительного элемента акселерометра на вибрирующем основании
2.3.3. Аналитическое решение уравнений движения чувствительного элемента акселерометра прямого преобразования
2.3.4. Динамика чувствительного элемента акселерометра прямого преобразования
2.3.5. Анализ движения произвольной точки чувствительного элемента акселерометра
2.3.6. Динамика чувствительного элемента акселерометра компенсационного преобразования
2.3.7. Частотные характеристики акселерометра
2.4. Особенности динамики чувствительного элемента акселерометра на основании, подверженном угловой вибрации
2.5. Акселерометр на поступательно перемещающемся основании
2.6. Реакция чувствительного элемента акселерометра на углы наклона
2.7. Передаточные функции, определяющие реакцию чувствительного элемента акселерометра на линейные вибрационные возмущения
2.8. Передаточные функции, определяющие реакцию чувствительного элемента акселерометра на угловые вибрационные возмущения
2.9. ВЫВОДЫ
3. ДВОЙНОЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
3.1. Влияние особенностей динамики на выходной сигнал акселерометра
3.2. Двойной датчик перемещения. Схемы включения
3.3. Анализ динамики акселерометра с двойным датчиком перемещения, для измерительной цепи, выполненной по схеме №2
3.3.1. Уравнения движения и их анализ
3.3.2. Выходной сигнал акселерометра
3.3. Анализ динамики акселерометра с двойным датчиком перемещения для измерительной цепи, выполненной по схеме №3

3.3.1. Уравнения движения и их анализ
3.3.2. Выходной сигнал акселерометра
3.5. Выводы
4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ МАЯТНИКОВОГО УЗЛА АКСЕЛЕРОМЕТРОВ ПРЯМОГО И КОМПЕНСАЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
4.1. Анализ особенностей динамики маятникового узла акселерометра
4.2. Выбор параметров маятникового узла акселерометра для наилучшей равномерности начального участка АЧХ
4.2.1. Постановка задачи
4.2.2. Вывод уравнений для определения параметров маятникового
узла акселерометра
4.3. Выводы
5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
5.1. Методика и аппаратурная реализация экспериментальных исследований
5.2. Анализ адекватности математической модели прибора прямого и компенсационного преобразования
5.5. Численный эксперимент
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Имея в виду, что углы аи 3 малы (sin 3 ».9,sin а « ar,cosa = cos 5 »l)
и при у 0 имеют место неравенства а«у, 3«у из (2.2) получим
следующие равенства:
= 0° x = '(L + aS + У A )sinr + (l + a)cosy + xb cos у - yb sin/;l у = (/ + a)siny+ (У+ aI9 + y/()cosy + :x:6siny+ y6cosy. }
= 90° x = ~(L + l + ” Ьа + a<9)cosy + хьcos/ - Уь sinr>l
y = (L + l + a)cosy - (yA + a>9)siny + xb sin у + ybcosy
Го = 180°
x = (- L + a3 + ysiny - (/ + a)cosy + xb cos у - yb siny; y = -(l + a)siny + (L - a3 - ycosy + xb sin у + yb cosy.
(2.3)
n-7A° x = {-L + l + a)siny + (yA + ai9)cosy + xb cos у - yb siny;1
y0~l/V / V / 4 '
у = (Z,-/-a)cosy + (y,,+a.9)siny+ ;cisiny + yicosy. J Воспользовавшись уравнениями Лагранжа второго рода и выражениями (2.1) и (2.3), получим уравнения движения чувствительного элемента акселерометра для различных случаев установки акселерометра:
Го=Ос
(у + та2)з + тауА - та(уА + а3у)2
= -ma(l + а + xb)y + ma(b + ybyf - тауь - 2атхьу + Q$; (2.4)
туА + аЭ-{уА + аЗу)2
= -т(1 + С! + хь)у + т(Ь + уьу)2 - туь - 2тхьу + Qy.
То = 90°
(j + та2)з + тауА -та(уА + a3yf
= -ma(L +1 + а + yb)y - amxb(y f + атхь - 2mayby + Q& (2.5)
ул+аЭ-(уА+аЗ),у)2]=

= -m(L + 1 + а + yb)y - mxb(yf + тхь - 2туьу + Qy.